Energie aus der Landwirtschaft

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1 Energie aus der Landwirtschaft Auswirkungen auf die Biodiversität Klaus Peter Zulka, Umweltbundesamt Johannes Frühauf, BirdLife Österreich Dietmar Moser, Umweltbundesamt Karin Enzinger, Naturschutzbund Niederösterreich Margit Gross, Naturschutzbund Niederösterreich provision-projekt Biokraftstoffe Potentiale, Risiken, Zukunftsszenarien Kontakt: Peter Zulka 01/31 304/

2 Aufgabenstellung: Bilanzierung der Biodiversitätsänderungen 1) Biokraftstoffe und andere Bioenergie-Lösungen werden üblicherweise nach ihrem Treibhausgaseinsparungspotenzial beurteilt 2) Diskussion über direkte und indirekte Landnutzungsänderungen machte deren entscheidende Rolle in der Ökobilanzierung deutlich 3) Landnutzungsänderungen haben nicht nur Treibhausgasemissionen, sondern auch Biodiversitätsänderungen zur Folge 4) Eine allgemein verbindliche Methode der Biodiversitätsbilanzierung von Landnutzungsänderungen erscheint derzeit nicht verfügbar Schritte in der Ökobilanzierung: Treibhausgasemissionen Analoge Schritte: Biodiversitätsbilanz Direkte Landnutzungsänderungen Anbau (Stickstoffdünger, Treibstoff, Lachgasemissionen) Transport zur Raffinierie Verarbeitung Transport zur Tankstelle Verbrennung im Motor Biodiversitätsänderungen durch Habitattypänderung und/oder Intensivierung (beschränkte Auswirkungen) Keine Auswirkungen (beschränkte Auswirkungen) Keine Auswirkungen 2

3 Mögliche Schwierigkeiten Direkte Landnutzungsänderungen: Treibhausgasbilanz Eine Variable: Treibhausgasemissionen in g CO 2 eq/ha. Direkte Landnutzungsänderungen: Biodiversitätsbilanz A. Biodiversität kann auf verschiedenen Organsiationsebenen und räumlichen Skalen gemessen werden Gene Arten Ökosysteme lokal national global B. Biodiversität ist nicht vollständig bekannt. Gut bekannte Organismengruppen müssen als Surrogat- Indikatoren verwendet werden. Zugang: Auswirkungen von Landnutzungsänderungen als Folge einer bestimmten Bioenergienutzung auf die Biodiversität in einer bestimmten Region 1. Welche Arten sind betroffen und in welchem Umfang? 2. Richtung und Ausmaß der Auswirkung 3. Gefährdungskategorie der Art (Rote Listen gefährdeter Organismen) 3

4 Beispiel: Auswirkung der direkten Landnutzungsänderung Brache Rapsfeld auf terrestrische Wirbeltiere in Österreich Beispiel: Direkte Landnutzungsänderung Brache-> Rapsfeld Auswirkungen auf das Ziesel (Spermophilus citellus) Charakteristisches Tier der ostösterreichischen Agrarlandschaft Verbreitung von Tschechien bis Nordgriechenland, westliche periphere Populationen in Österreich Einst häufige Art( Schwoaferlprämien ), heute nur mehr zerstreute und voneinander isolierte Kolonien Globale Rote Liste der IUCN: Vulnerable (global gefährdet) 4

5 Schritt 1: Abdeckung des Verbreitungsgebiets: Vergleich zwischen Anbaugebiet und Artverbreitung Schwarze Punkte: Nachweise der Art Theoretisches Rapsanbaugebiet in Austria 0 (fast) keine Abdeckung 1 geringe Abdeckung(<50%) 2 starke Abdeckung (> 50%) 3 (fast) vollständige Abdeckung Verbreitung des Ziesels in Österreich (Spitzenberger 2002: Säugetieratlas) Ergebnis -> Score 3 Schritt 2: Abdeckung der Lebensräume: Anteil der Lebensräume der Art, die von Landnutzungsänderung betroffen sind Verteilung der Vorkommen auf Lebensräume -> Lebensraumpräferenz, wie sie in der Literatur beschrieben ist Grüne Punkte: Brachen 0 (fast) keine Lebensräume der Art betroffen 1 geringer Anteil der Lebensräume betroffen(<50%) 2 Großer Anteil der Lebensräume betroffen (> 50%) 3 (fast) alle Lebensräume betroffen Ergebnis -> Score 1 5

6 Schritt 3: Auswirkungen: Richtung und Ausmaß der Landnutzungsänderungs-Auswirkung auf eine Einzelpopulation 3 (fast) kein Überleben 2 > 50 % der Individuen negativ betroffen 1 < 50% der Individuen negativ betroffen 0 keine Auswirkung 1 Populatzionszunahme 2 Populaionszunahme 3 sehr starke Populationszunahme Ergebnis -> Score 3 Schritt 4: Rote-Liste-Status Rote Liste Österreich (Spitzenberger 2005): EN (stark gefährdet) CR (vom Aussterben bedroht 5 EN (stark gefährdet) 4 VU (gefährdet) 3 NT (Vorwarnliste) 2 LC (nicht gefährdet) 1 Ergebnis-> Score 4 6

7 Analyse für die Einzelart Verbreitungsabdeckung * Habitatabdeckung * Auswirkung * Rote-Liste-Gefährdungseinstufung Ziesel: = Artscore S i 3 * 1 * ( 3) * 4= 36 Gesamtscore für die Landnutzungsänderung Brache -> Rapsfeld in Österreich S i n Mittelwert über alle Arten der herangezogenen Indikatorgruppen in Österreich (hier im Beispiel: Säugetiere, Vögel, Amphibien, Reptilien) 7

8 Beispiele solcher Landnutzungsänderungs-Biodiversitäts- Scores (Österreich, terr. Wirbeltiere) Landnutzungsänderung Biodiversitäts-Score Brache -> Rapsfeld Brache -> Weichweizen 4.57 Brache -> Maisfeld 5.21 Brache -> Kurzumtriebsplantage (zerstreut) 2.28 Brache -> Kurzumtriebsplantage (ausgedehnt) 5.78 Grünland (Ebene) -> Kurzumtriebsplantage (zerstreut) 1.22 Grünland (Ebene) -> Kurzumtriebsplantage (ausgedehnt) 3.38 Grünland (Bergland) -> Kurzumtriebsplantage (zerstreut) Grünland (Bergland) -> Kurzumtriebsplantage (ausgedehnt) 1.03 Hangwald, Kleinwald -> Intensivforst 2.50 [Zahlen nur vorläufige Auswertungsbeispiele, nicht endgültig, bitte nicht zitieren] Verbesserungsmöglichkeiten Score-System Methodische Grenzen Verbesserungsmöglichkeit Verbreitungsgebiet -Abdeckung Lebensraum- Abdeckung Annahme: vollständige Nutzung des Potenzials Literaturbeschreibung Räumlich explizite ökonomische Modellierung der Produktionsflächen (Rapsanbau-Szenarien: Asamer, Stürmer, Strauss, Schmid) Auswirkungen Abschätzung aus Literaturangaben, Expertenwissen 8

9 Szenarien Szenario Raps-Zielgröße Variante S1 S1+ S2 S2+ ca ha (+5%) ca ha (+39%) ohne Brachen-Mindestfläche mit Brachen-Mindestfläche (ca ha) ohne Brachen-Mindestfläche mit Brachen-Mindestfläche (ca ha) Rapsanbau aktuell ha Realistische Zielgrößen für Raps Brachenerhaltung als Biodiversitäts-Schutzmaßnahme wichtige Annahmen: ÖPUL bleibt konstant (Ausnahme: Brachen in UBAG ) kein Grünland-Umbruch Räumliche Umsetzung der Szenarien (Asamer, Stürmer, Strauss, Schmid) Integrierte Landnutzungs-Modelle (Kooperation provision Werkzeuge nachhaltiger Raumnutzung /BOKU) Simulation optimaler Anbau-Entscheidungen biophysikalische Gegebenheiten (Boden, Klima) Anbauverhältnisse (INVEKOS 2008) optimale Fruchtfolgen (CropRota) Deckungsbeiträge: Hektar-Erträge (EPIC), Erlöse, Dünger- /Maschinenkosten usw.) Grenz-Opportunitätskosten alternativer Ackerkulturen Räumlich explizite Voraussagen (GAMS) homogene Response Areas downscaling auf 1 km 2 -Raster 9

10 Schlagnutzung ha Raps ha Brachen Szenario ha Raps (+40%) keine Brachen-Mindestfläche Verbesserungsmöglichkeiten Score-System Methodische Grenzen Verbesserungsmöglichkeit Verbreitungsgebiet -Abdeckung Lebensraum- Abdeckung Auswirkungen Annahme: vollständige Nutzung des Potenzials Literaturbeschreibung Abschätzung aus Literaturangaben, Expertenwissen Räumlich explizite ökonomische Modellierung der Produktionsflächen (Rapsanbau-Szenarien: Asamer, Schmid, Sinabell) MaxEnt-Habitatmodellierung basierend auf Präsenzdaten sowie Landnutzungs-, Klimaund Topographie- und anderen Strukturdaten 10

11 Modelle Habitat-Eignung INVEKOS (2008) 44 Vogelarten mit hoher Bedeutung von Ackerland Wachtel Verbesserungsmöglichkeiten Score-System Methodische Grenzen Verbesserungsmöglichkeit Verbreitungsgebiet -Abdeckung Lebensraum- Abdeckung Auswirkungen Annahme: vollständige Nutzung des Potenzials Literaturbeschreibung Abschätzung aus Literaturangaben, Expertenwissen Räumlich explizite ökonomische Modellierung der Produktionsflächen (Rapsanbau-Szenarien: Asamer, Schmid, Sinabell) MaxEnt-Habitatmodllierung Basierend auf Präsenzdaten sowie Landnutzungs- und Klimadaten Vorkommenswahrscheinlichkeitsänderungen der Arten als Folge der Landnutzungsänderung 11

12 Veränderungen der Lebensraum-Eignung Weite Streuung der Ergebnisse, insbesondere bei gefährdeten Arten. Unterschiede der Szenarien: Brachen sind signifikanter Faktor (ANOVA, p = 0,016), Gruppen ebenso (ANOVA, p = 0,013). Rapsanbauzunahme wirkt über indirekte Landnutzungsänderungen auf die Biodiversität Für gefährdete Arten nimmt die Lebensraum-Eignung im Mittel in allen Szenarien ab. Ohne Brachen-Erhaltung (S1, S2) Lebensraum-Eignung nimmt für mehr als die Hälfte der Arten ab. Lebensraum-Eignung nimmt für gefährdete Arten stärker ab. Szenario 2: Verluste für alle Gruppen, nur wenig Arten profitieren. Mit Brachen-Erhaltung (S1+, S2+) Lebensraum-Eignung für nicht gefährdete Arten etwa neutral. Lebensraum-Eignung für gefährdete Arten nimmt im Mittel ab. tat Geeignetes Habi 15% 10% 5% 0% -5% -10% -15% -20% -25% -30% -35% Auswirkungen Szenarien S1 S1+ S2 S2+ Szenario restliche Arten (n=16) Farmland Bird Index (n=14) gefährdet (n=15) Mittelwert 95% Konfidenz- Intervall Blauracke max. -72% Kaiseradler max. -47% Weitere Auswirkungen Artenreichtum nimmt dort am stärksten ab, wo er jetzt am höchsten ist Anzahl an Arten des Anhangs I der EU-Vogelschutz-Richtlinie wird in artenreichen (östlichen) Regionen innerhalb von EU-Vogelschutz- Gebieten stärker abnehmen als außerhalb Veränderung Artenzahl Szenario 2 (+40% Raps) 8 6 τ -0.17, p= R 2 = ursprüngliche Artenzahl (1-km 2 -Raster) 12

13 Fazit Die standardisierte Schnellbestimmung der Biodiversitätsauswirkungen von Landnutzungsänderungen in einem bestimmten Gebiet mittels eines Score-Systems erscheint möglich. Die ökonomische Modellierung von Landnutzungsänderungen (wie im Projekt Werkzeuge für Modelle einer nachhaltigen Wirtschaft entwickelt) sowie die ökologische Modellierung von Habitatanspruchsprofilen können die Abschätzung der Landnutzungsauswirkungen im Detail wesentlich verfeinern. Die Arten reagieren auf Landnutzungsänderungen sehr unterschiedlich; selbst unter im Mittel günstigen Szenarien verlieren einzelne, oft gefährdete Arten beträchtlich an Lebensraum, selbst unter im Mittel ungünstigen Szenarien profitieren einzelne Arten von der Landnutzungsänderung; im Mittel führen die untersuchten Landnutzungsänderungen zu Biodiversitätsverlusten, insbesondere bei gefährdeten Arten. Solche Biodiversitätsverluste können mit geeigneten Maßnahmen, wie der Erhaltung eines bestimmten fixen Mindest-Brachenanteils in der Landschaft z.b. im Rahmen von speziell angepassten ÖPUL-Maßnahmen, eingegrenzt werden. 13